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煤矿开采粉煤灰高水膨胀材料充填工艺技术要求

1范围

本标准规定了煤矿开采粉煤灰高水膨胀材料充填工艺的技术要求，包含充填材料技术指标、试验方法、检验规则、包装与标志、运输与储存、辅助用料的要求、充填工艺流程、制备与输送、工作面充填的流程和要求以及技术效果评价。

本标准适用于煤矿各种开采工艺，可以进行解放“水体下、铁路下、建（构）筑物下和承压水上”呆滞资源的特殊开采；也可以应用于普通条件开采，以减小完全垮落法管理顶板带来的各种灾害，实现安全开采。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB9774水泥包装袋

GB/T12573水泥的取样方法

GB/T191包装储运图示标志

GB/T1596—2017用于水泥和混凝土中的粉煤灰

GB/T8074—2008水泥比表面积测定方法勃氏法

GB/T10654—2001高分子多孔弹性材料拉伸强度和拉断伸长率的测定

GB/T15663（所有部分）煤矿科技术语

GB/T15789—2016土工布及其有关产品无负荷时垂直渗透特性的测定

GB/T17671水泥胶砂强度检验方法(ISO法)

JC/T681—2005行星式水泥胶砂搅伴机

DB37/T2467—2014煤矿充填开采技术效果评价方法

3术语和解释

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

充填开采

为提高煤炭资源回收率，保护建（构）筑物、铁路、水体及环境，实现安全开采，充分利用废弃资源，向采空区充填矸石、粉煤灰、沙石或膏体状复合材料等，控制岩层与地表移动，进行采煤的技术。

3.2

粉煤灰高水膨胀充填专用胶结料

2

粉煤灰高水膨胀专用胶结料由固化剂、速凝剂、缓凝剂、保水剂、悬浮剂、流变剂、膨胀剂等组分科学调配而成，既是一种胶凝材料又是一种粉煤灰活性激发剂。

3.3

粉煤灰高水膨胀充填材料

将固体废弃物粉煤灰和粉煤灰高水膨胀充填专用胶结料以及水以一定配比混合后，制成固水质量比为1：1.0～1.5的充填料浆。

3.4

粉煤灰高水膨胀充填开采技术

粉煤灰高水膨胀充填材料通过自流或者泵送对采空区进行充填的采煤技术。

3.5

袋式充填

采用柔性模板（袋状）限定粉煤灰高水膨胀材料浆体的一种充填工艺。

3.6

充填体

充留在采空区内充填材料的沉积体。

3.7

充填支架

为了安全、高效地完成充填过程而专门设计使用的综采液压支架。

3.8

充填管路

充填时输送料浆的管路。

4充填材料技术指标要求

4.1原材料取样

粉煤灰、粉煤灰高水膨胀充填专用胶结料按照GB12573进行取样。

4.2粉煤灰高水膨胀充填专用胶结料细度要求

粉煤灰高水膨胀充填专用胶结料比表面积大于等于350m2/kg，按照GB/T8074—2008进行测定。

4.3脱模时间

脱模时间最快不小于8h，最长不得大于24h。且具体脱模时间可根据需要在8h～24h之间进行调节。

4.4充填材料单轴抗压强度要求

4.4.1抗压强度

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按照GB/T17671进行。

4.4.2标准养护条件下单轴抗压强度要求

单轴抗压强度按粉煤灰与粉煤灰高水膨胀充填专用胶结料重量比为4:1时进行判定。充填材料强度不得低于表1的强度要求。

表1标准养护条件下单轴抗压强度要求

单位为MPa

养护时间

固水比(重量比）

1:1

1:1.2

1:1.5

1d

0.5

0.3

0.1

3d

0.7

0.5

0.2

7d

1.5

1.0

0.7

28d

4.0

3.5

3.0

4.4.3快速养护条件下单轴抗压强度要求

为准确模拟充填材料大体积充填时的固化情况，充填材料采用快速养护（养护温度60±2℃)方式，此时按粉煤灰与粉煤灰高水膨胀充填专用胶结料重量比为4:1时进行判定时，充填材料强度不得低于表2的强度要求。

表2快速养护条件下单轴抗压强度要求

单位为MPa

养护时间

固水比(重量比）

1:1

1:1.2

1:1.5

12h

0.4

0.2

0.1

18h

0.7

0.6

0.3

1d

1.2

1.0

0.8

7d

4.0

3.5

3.0

5充填材料试验方法

5.1试件的制备

5.1.1试体成型

成型条件：

a)实验室温度20±2℃,相对湿度大于50%，试验用水温度20±2℃,用洁净淡水；b)搅拌采用胶砂搅拌机，胶砂搅拌机应符合JC/T681—2005的规定；

c)成型试模采用40mm×40mm×40mm三联试模。

配料与搅拌：

a)